[发明专利]一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料

权利要求书

1.一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：包括至少一个基本单元，每个基本单元包括电介质(1)、金属结构(2)和变容二极管(3)，金属结构(2)为柱体，金属结构(2)包括两块表面金属板(4)、两个金属连接柱(5)和两块内部金属板(6)，两块表面金属板(4)分别位于金属结构(2)柱体的顶面和底面，两个金属连接柱(5)位于金属结构(2)中心轴线上且上下同轴布置，两块内部金属板(6)位于金属结构(2)的中心位置且上下水平平行布置，上方的一个金属连接柱(5)底端和上方的一块内部金属板(6)连接，下方的一个金属连接柱(5)顶端和下方的一块内部金属板(6)连接，上方的内部金属板(6)底端和下方的内部金属板(6)顶端之间通过变容二极管(3)连接，两块内部金属板(6)周围设有环形金属结构(7)，环形金属结构(7)是由上下平行布置的两个金属环通过在四角的连接金属柱连接构成，两个金属环以金属结构(2)中心上下对称布置，位于上方的金属环和上方的一块内部金属板(6)位于同一平面，位于下方的金属环和下方的一块内部金属板(6)位于同一平面，上方的一个金属连接柱(5)顶端和金属结构(2)柱体顶面的表面金属板(4)不接触，下方的一个金属连接柱(5)底端和金属结构(2)柱体底面的表面金属板(4)接触连接；金属结构(2)各个部分之间的柱体间隙中充满电介质(1)；金属结构(2)柱体顶面的表面金属板(4)和金属结构(2)柱体底面的表面金属板(4)连接到外部电源电压，分别作为用于控制变容二极管(3)两极电压的直流偏置点(9)和接地点(8)；其中，金属结构(2)柱体顶面的表面金属板(4)开设通孔，上方的一个金属连接柱(5)顶端和金属结构(2)柱体顶面的表面金属板(4)通孔之间具有间隙，使得上方的一个金属连接柱(5)顶端和金属结构(2)柱体顶面的表面金属板(4)不接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：基本单元的电压施加到变容二极管(3)两端的接地点(8)和直流偏置点(9)上进而调控变容二极管(3)电容值，进而实现基本单元在自身工作频率处“电磁真空”状态和“金属颗粒”状态的切换，从而实现基本单元的电磁特性在工作频率上的可任意构造。

3.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：所述的两块表面金属板(4)、两个金属连接柱(5)和两块内部金属板(6)的中心均位于金属结构(2)的中心轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：所述的变容二极管(3)连接在两块内部金属板(6)中心位置之间。

5.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：所述的变容二极管(3)正极连接到上内部金属板(6)的底面中心点，负极连接到下内部金属板(6)的顶面中心点。

6.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：多个基本单元沿立体三维各个方向拓展排布形成任意形状的三维立体结构。

7.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：所述基本单元的边长小于工作波长的1/4。

8.根据权利要求1所述的一种基于电磁谐振结构的可调固态电磁真空材料，其特征在于：所述金属连接柱(5)的高度方向与工作时入射电磁波的电场极化方向相同。